Переработка углеводородных газов, Разделение углеводородных газов

Нефть представляет собой сложную природную смесь органических ве-ществ (углеводородов) и является основным источником получения современ-ных видов жидкого топлива – бензина, керосина, дизельного и котельного топ-лива, а также газовых фракций. Углеводородные газы получаются при первич-ной перегонке нефти, а также в процессах каталитической и термической пере-работки нефтяных фракций и остатков. Они в основном состоят из углеводоро-дов С1-С4 и некоторого количества более тяжелых компонентов. В зависимости от типа процесса переработки нефтяных фракций газы могут содержать в ос-новном насыщенные углеводороды (процессы перегонки нефти и нефтяных фракций, гидрогенизационные процессы, риформинг, изомеризация и т.п.) или непредельные (каталитический крекинг, термодеструктивные процессы.

Предельные углеводородные газы подвергают, как правило, газофракцио-нированию на установках ГФУ, а непредельные разделяют на АГФУ (абсобци-онно-газофракционирующих установках).

На этих установках осуществляется очистка сырья от содержащегося в нем сероводорода, с последующим проведением глубокой перегонки, продук-том чего являются бензиновые и узкие газовые фракции.

Очистка сырья от сероводорода осуществляется водным раствором моно-этаноламина (МЭА), который взаимодействует с сероводородом по следующей реакции:

сероочистки происходит при температуре до 40°С, при более вы-соких температурах качество сероочистки ухудшается, т.к. возможен процесс обратной реакции. Регенерация насыщенного сероводородом МЭА произво-дится путем его нагрева до температуры 105-120°С, при которой происходит обратная реакция.

Фракционирование сжиженных газов.

Процесс разделения многокомпонентной смеси на фракции, основанный на разности температуры кипения компонентов, называется ректификацией. На установках ГФУ и АГФУ процесс ректификации осуществляется в ректифика-ционных колоннах - вертикальных аппаратах, оборудованных сложными внут-ренними устройствами – тарелками и насадками различных видов.

В процессе ректификации на установках ГФУ сжиженные углеводородные газы, подлежащие разделению на фракции, нагреваются, причем часть содер-жащихся в них компонентов переходит в газовую фазу. Разогретая газожидко-стная смесь подается в среднюю (или нижнюю) часть ректификационных ко-лонн. Жидкая фаза стекает по тарелкам вниз, при этом из нее под действием поднимающихся с низа колонны паров продолжают испаряться легкокипящие компоненты, паровая фаза поднимается вверх. Hа каждой тарелке происхо-дит контакт газов со стекающей с вышележащих тарелок жидкой фазой. В ре-зультате наиболее тяжелые, имеющие более высокую температуру кипения компоненты конденсируются и, смешиваясь со стекающим с тарелки потоком жидкости, опускаются вниз. Оставшиеся газообразные компоненты поднима-ются на вышележащую тарелку, где описанный процесс повторяется.

Поток жидкости, стекающий по тарелкам в низ колонны, называется флегмой. Начало ему дает часть продукта, выходящего в паровой фазе с верха колонны, сконденсированного в холодильниках-конденсаторах и возвращаемо-го на верхнюю тарелку колонны в качестве острого орошения. Стекая по та-релкам вниз, флегма обогащается конденсирующимися в ней наиболее тяже-лыми компонентами из потока подним ающихся вверх газов. Конденсир уяс ь, компоненты газового потока отдают потоку флегмы тепло, за счет которого из нее испаряются наиболее легкие, кипящие при более низкой температуре ком-поненты. Таким образом, на тарелках ректификационной колонны одновремен-но протекают процессы теплообмена (передачи тепла от потока горячих газов потоку более холодной флегмы) и массопередачи (перехода легкокипящих компонентов из жидкого потока в газовый поток, а тяжелых - из газового пото-ка в жидкостной). В результате этих процессов при установившемся режиме на каждой тарелке колонны устанавливается определенная температура и соответ-ствующий равновесный состав жидкой и газообразной фаз.

Фракционирование сжиженных газов на установках ГФУ состоит из сле-дующих процессов.

Деэтанизация углеводородного сырья. Заключается в выделении угле-водородного сырья легких углеводородов С1-С2 (метан, этан). Происходит в де-этанизаторе - колонне К-1 (рис. 5.1). Легкие углеводороды выводятся в топлив-ную сеть завода.

ГАЗОВЫЙ ПРОМЫСЕЛ (а. gas field; н. Gasbetrieb, Gasfeld; ф. exploitations de gaz; и. explotaciones de gas) — технологический комплекс, предназначенный для добычи и сбора газа с площади месторождения, а также обработки газа и конденсата с целью подготовки их к дальнейшему транспортированию. Сооружения и коммуникации газового промысла условно разделяют на основные и вспомогательные. К основным относятся эксплуатационные, наблюдательные и разведочные скважины, газосборные коллекторы, газовые сборные пункты с технологическим оборудованием промысловой подготовки газа и конденсата,компрессорные станции. Вспомогательные сооружения и коммуникации — объекты энергохозяйства, водоснабжения, канализации и связи, механические мастерские, транспортная сеть, автохозяйство, склады и т.д. Количество, характер и мощность промысловых сооружений зависят от геолого-эксплуатационной характеристики месторождения.

Добыча газа на промысле обеспечивается фондом эксплуатационных скважин, число, динамика изменения дебитов и система размещения которых определяются запасами газа, строением и количеством продуктивных горизонтов, размерами и конфигурацией залежи. На площади месторождения скважины располагаются отдельными объектами или кустами из 2-5 скважин. Особенно эффективно кустовое расположение скважин при разбуривании месторождений в северных районах со сложными климатическими и геокриологическими условиями. Фонд эксплуатационных скважин на месторождении не постоянен, его увеличивают по мере разработки залежи для компенсации снижения дебита скважины. Начальные дебиты скважины изменяются примерно от 100 тысяч до 1,5-2 млн. м³ в сутки. Контроль за разработкой месторождения осуществляется на газовом промысле с помощью наблюдательных скважин.
Промысловая подготовка газа и конденсата к дальнему транспортированию ведётся по двум схемам: децентрализованной и централизованной. При первой (рис. 1) полная обработка газа перед подачей в магистральный газопровод осуществляется на газовых сборных пунктах, при второй схеме (рис. 2) на сборных пунктах производятся только сбор и первичная сепарация газа, а полный комплекс подготовки осуществляется на головных сооружениях магистрального газопровода. Основные способы обработки природного газа и конденсата на газовых промыслах: низкотемпературная сепарация газа, абсорбция, адсорбция, а также их сочетания. Для транспортирования обработанного газа с газового промысла в период, когда его давление снижается, приближаясь к значению этого параметра в магистральном газопроводе, на головных сооружениях вводится в эксплуатацию головная дожимная компрессорная станция.
Современный газовый промысел (рис. 4) характеризуется высоким уровнем автоматизации, позволяющим осуществлять контроль и управление режимами эксплуатации газовых скважин, установок комплексной подготовки газа и газового конденсата (УКПГ), внутрипромысловой газосборной сети, дожимных компрессорных станций и т.д. Получают распространение автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), действующие на базе автоматики, вычислительной и управляющей техники, автоматизированных средств сбора информации и обеспечивающие управление газовым промыслом в целом.
Нижний уровень АСУТП осуществляет управление технологическими процессами подготовки и стабилизации газа и газового конденсата на УКПГ (головными сооружениями) и реализуется средствами локальной автоматики и микро-ЭВМ; верхний — автоматизированное управление всем газовым промыслом и входящими в его состав УКПГ(ГС), дожимными компрессорными станциями и другими объектами основного и вспомогательного производства. Управляет всеми объектами газового промысла центральный диспетчер (из центрального диспетчерского пункта), получающий управляющую информацию из информационного вычислительного центра, где функционируют мини-ЭВМ.
Дистанционное управление осуществляется системами промышленной телемеханики. ЭВМ нижнего и верхнего уровней связаны между собой межмашинным обменом. Внедрение АСУТП значительно ускоряет ввод в разработку новых месторождений и повышает технико-экономические показатели работы всего промысла.
На газовом промысле реализована закрытая система сбора, транспорта и обработки газа и конденсата. Это сводит к минимуму потери и исключает загрязнение окружающей среды. Осуществляется за счёт ликвидации сброса токсичных вод, возврата газов дегазации из технологических аппаратов в общий поток путём эжектирования и компримирования, совершенствования технологического оборудования.

Основной источник электропитания газового промысла, расположенного в доступных районах, — линии электропередач (ЛЭП), в труднодоступных — специальные источники питания. Создание газового промысла производственной мощностью 50-100 млрд. м³ в год и более — одно из важнейших направлений развития газовой промышленности.

Поиск по сайту: